Ferro (Fe) e água

Ferro na água: ocorrência, química, saúde e tratamento

O ferro é comum nas rochas, nos solos e nas águas subterrâneas. A sua concentração e o seu comportamento dependem do oxigénio, do pH, da matéria orgânica e da corrosão. Estas condições determinam se o ferro permanece dissolvido ou forma partículas que podem conferir cor à água e criar depósitos.

Como ocorre o ferro na água?

O ferro entra na água através da meteorização de minerais que contêm ferro e, em determinadas situações, através da corrosão de tubagens e equipamentos de ferro ou aço. A concentração de ferro dissolvido é frequentemente elevada em águas subterrâneas pobres em oxigénio, nas quais o ferro ferroso (Fe(II)) pode permanecer solúvel. Em águas oxigenadas, o Fe(II) é geralmente oxidado a ferro férrico (Fe(III)); dependendo do pH e de outras condições químicas da água, pode sofrer hidrólise e formar partículas pouco solúveis de óxidos e oxi-hidróxidos de ferro. A matéria orgânica natural pode ligar-se ao ferro e manter parte dele em formas dissolvidas ou coloidais.

Assim, o ferro na água pode estar dissolvido, complexado com matéria orgânica, ligado a partículas ou presente em produtos de corrosão. Um resultado de ferro total, por si só, não identifica a forma nem a origem. O ferro metálico exposto à água e ao oxigénio sofre corrosão; a ferrugem resultante é uma mistura de óxidos e oxi-hidróxidos de ferro, e não um único composto.

Fontes e comportamento no ambiente

As fontes naturais incluem minerais e sedimentos ricos em ferro. As condições redutoras em aquíferos, zonas húmidas e sedimentos de lagos podem libertar Fe(II) dissolvido. O ferro também pode entrar na água devido à corrosão nos sistemas de distribuição, a descargas industriais ou como resíduo de processos de tratamento que utilizam sais de ferro.

O ferro é um micronutriente essencial para os organismos, mas a sua disponibilidade na água é controlada pela forma química. Em águas oxigenadas, o ferro férrico liga-se frequentemente à matéria orgânica ou a partículas e pode sedimentar sob a forma de precipitado; em condições redutoras, uma maior quantidade de ferro pode permanecer dissolvida. Estas alterações influenciam o transporte do ferro e a sua disponibilidade biológica.

Podem surgir água e depósitos de cor vermelha, laranja ou castanha quando o ferro dissolvido se oxida ou quando os produtos de corrosão acumulados nas tubagens são remobilizados. Uma alteração súbita da cor deve ser investigada; dependendo da origem da água e do sistema de distribuição, o ferro pode estar presente juntamente com outras substâncias libertadas dos depósitos.

Saúde e valores de referência para a água potável

O ferro é um nutriente essencial, e os alimentos são geralmente a principal fonte de ferro na dieta. A Organização Mundial da Saúde (WHO) não estabeleceu um valor-guia baseado em critérios de saúde para o ferro na água potável nas concentrações habitualmente encontradas; o ferro constitui sobretudo uma preocupação em termos de aceitabilidade, pois pode afetar a cor e o sabor e provocar manchas. Isto não significa que toda a água fornecida que apresente uma alteração de cor seja segura, nem que os resultados das análises de ferro substituam outros testes de qualidade da água.

Os valores de referência variam consoante a jurisdição e a finalidade. A EPA dos EUA indica 0,3 mg/L como norma secundária federal de cumprimento não obrigatório, destinada aos efeitos estéticos. A Diretiva da UE relativa à água potável estabelece um valor paramétrico indicador de 0,2 mg/L. O documento técnico de 2024 da Health Canada estabelece um objetivo estético de 0,1 mg/L para o ferro total. Estes valores não são limites baseados em critérios de saúde que possam ser usados indistintamente; consulte os requisitos locais aplicáveis.

Que tecnologias de tratamento de água podem remover o ferro?

A seleção do tratamento depende da forma e da concentração do ferro, do pH, do oxigénio dissolvido, da alcalinidade, da matéria orgânica, do manganês e da qualidade exigida para a água tratada. Analise amostras representativas para determinar o ferro total e o ferro dissolvido; quando necessário, distinga o Fe(II) do Fe(III) e avalie tanto o sistema de distribuição como a água de origem.

• Oxidação e filtração: o arejamento ou um oxidante adequado podem converter o Fe(II) dissolvido em partículas, que são depois removidas por filtração. O desempenho depende do pH, do tempo de contacto, da necessidade de oxidante e da separação de sólidos.
• Coagulação e filtração: a coagulação pode ajudar a remover partículas finas ou ferro associado à matéria orgânica natural. O processo e a dose devem ser selecionados com base em análises da água e ensaios.
• Permuta iónica: esta opção pode ser considerada para concentrações baixas de ferro e condições químicas adequadas da água. Os precipitados de ferro podem colmatar a resina, pelo que o pré-tratamento e as condições de operação são importantes.
• Tratamento por membranas ou outros tratamentos avançados: as membranas e os processos de adsorção podem ser adequados em aplicações específicas, mas o desempenho depende da especiação do ferro, do controlo da colmatação e da composição global da água.

O ferro também é utilizado como coagulante no tratamento de águas residuais, por exemplo, para ajudar a remover fósforo. Esta utilização no processo é diferente da remoção do ferro naturalmente presente na água de abastecimento. A Lenntech disponibiliza mais informações sobre preparação de água potável, filtração em areia, permuta iónica e coagulação e floculação.

Fontes e leituras complementares

• WHO: Ficha informativa sobre o ferro nas Diretrizes para a Qualidade da Água Potável.
• União Europeia: Diretiva (UE) 2020/2184 relativa à água potável.
• EPA dos EUA: Normas secundárias de água potável para substâncias químicas que causam efeitos indesejáveis.
• Health Canada: Diretrizes para a Qualidade da Água Potável no Canadá — Ferro (2024).
• Diretrizes Australianas para a Água Potável: Ferro.

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